Cos'è la tecnologia IBC per i moduli solari?

Lo strato principale delle celle solari IBC è il wafer di silicio c-Si di tipo n o p utilizzato come strato di assorbimento. Questo strato è creato dopando lo strato di silicio c-Si con boro o fosforo per produrre wafer dopati di tipo p o n. Successivamente, viene solitamente applicato uno strato antiriflesso e di passivazione fatto di SiO su uno o su entrambi i lati della cella solare.

Variazioni strutturali chiave nelle celle solari IBC includono l'introduzione di uno strato di diffusione caratterizzato dall'intersezione di strati di tipo n e p, consentendo l'installazione di contatti metallici sul retro.

Nell'ultimo passo, ciascun contatto metallico della cella solare IBC è posizionato sul retro della cella, garantendo che il fronte della cella sia completamente privo di materiale di ombreggiatura. Ciò consente anche una posizione più ampia dei contatti, riducendo così la resistenza in serie della cella.

La maggior parte delle celle solari IBC consiste principalmente di wafer di silicio c-Si come strato di assorbimento di tipo n, sebbene siano utilizzati anche wafer di tipo p. Il silicio monocristallino (mono c-Si) è la scelta più comune grazie alla sua maggiore efficienza, ma il silicio policristallino (poly c-Si) può essere utilizzato.

Viene applicato uno strato antiriflesso e di passivazione su uno o su entrambi i lati del wafer di silicio c-Si, utilizzando uno strato sottile di biossido di silicio (SiO2) applicato attraverso un processo di ossidazione termica. Altri materiali adatti come nitruro di silicio (SiNx) o nitruro di boro (BNx) possono essere utilizzati.

Per riposizionare i contatti anteriori sul retro della cella solare IBC, è necessario introdurre strati diffusi o intersecanti di tipo n+ e p+, noti anche come strati di diffusione. Per produrre questi strati, vengono applicati processi come la diffusione mascherata, l'impianto ionico o la dopatura laser con boro al wafer di tipo n, creando regioni dopate di tipo p mantenendo l'integrità dello strato di tipo n.

I contatti metallici possono essere posizionati utilizzando l’ablazione laser o metodi di deposizione chimica umida, con materiali metallici comunemente utilizzati come argento, nichel o rame, che fungono da contatti per le celle solari IBC.

Le celle solari IBC, simili alle celle solari Al-BSF, generano energia solare attraverso l'effetto fotovoltaico. Il carico è collegato tra i terminali positivo e negativo del pannello solare IBC, convertendo i fotoni in energia elettrica, fornendo così energia solare al carico.

Come le normali celle solari, i fotoni impattano lo strato di assorbimento delle celle solari IBC, eccitando gli elettroni e creando coppie elettrone-buco (e-h). Poiché le celle solari IBC non hanno contatti metallici che ombreggiano il fronte del pannello, queste celle solari hanno una maggiore area per la conversione dell'impatto dei fotoni.

Le coppie elettrone-buco formate sul fronte delle celle solari IBC vengono quindi raccolte dallo strato interdigitato di tipo p sul retro. Gli elettroni raccolti fluiscono dal contatto metallico di tipo p al carico, generando elettricità, e poi ritornano alla cella solare IBC attraverso il contatto metallico di tipo n+, completando il ciclo e-h specifico.